摘要：結(jié)合廣東某高速公路旋挖鉆的施工，總結(jié)出一套在流沙層特殊地質(zhì)下的施工工藝。

關(guān)鍵詞：流沙層 旋挖鉆 成孔 工藝

1 工程概況

廣東某高速公路A2合同段中村大橋工程地質(zhì)情況，從地面往下分別為耕植土、粉質(zhì)粘土、粗砂、粉質(zhì)粘土、中砂等，粉質(zhì)粘土與砂層交錯(cuò)出現(xiàn)，其中耕植土埋深較淺，層厚0～1.6米，粉質(zhì)粘土層厚3.6～4.6米，粗砂層厚3.7～10.7米，下層粉質(zhì)粘土層厚10～23.4米，最底層為中砂層，層厚大于2米。中村大橋共計(jì)樁基214根，設(shè)計(jì)為摩擦樁，樁徑1.3米，樁長(zhǎng)40～48米不等。本工程的難點(diǎn)是地質(zhì)復(fù)雜，樁基經(jīng)過(guò)的多為流沙層，且局部樁位富有承壓水。為保證施工進(jìn)度和質(zhì)量，經(jīng)過(guò)多次比較擬采用旋挖鉆成孔工藝。

旋挖鉆的優(yōu)點(diǎn)：與傳統(tǒng)的正反循環(huán)鉆機(jī)相比，旋挖鉆機(jī)成孔速度更快，約為回旋鉆機(jī)的4到5倍。其工藝優(yōu)點(diǎn)為：①孔壁不易產(chǎn)生泥皮，因?yàn)樵诔煽走^(guò)程中孔壁一直都受鉆斗的刮擦；②在孔壁上形成較明顯的螺旋線；這兩點(diǎn)有助于增加樁的摩阻力，提高樁的質(zhì)量。

本次施工鉆機(jī)采用中聯(lián)ZR220A旋挖鉆機(jī)，投入設(shè)備如下表：

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2 施工控制工藝

2.1 旋挖鉆試樁施工工藝流程圖

旋挖鉆施工流程圖

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2.2 施工工藝

2.2.1 埋設(shè)護(hù)筒

首先進(jìn)行測(cè)量放樣。準(zhǔn)確測(cè)設(shè)樁位，并在中心樁位周?chē)裨O(shè)護(hù)樁，依據(jù)護(hù)筒直徑挖至地面以下2米以上，采用人工配合鉆機(jī)埋設(shè)，在護(hù)筒周?chē)鷮?duì)稱(chēng)徑地、均勻地回填最佳含水量粘土，并分層夯實(shí)，就位后再次校核樁中心位置。

2.2.2 鉆機(jī)就位

鉆進(jìn)就位前先調(diào)整鉆機(jī)的水平、垂直儀，使氣泡居中，然后伸縮鉆桿，使鉆頭底部導(dǎo)向尖對(duì)準(zhǔn)樁位中心，鉆頭自然放松，根據(jù)護(hù)樁到鉆頭外壁的距離進(jìn)行對(duì)位校核，嚴(yán)格控制孔位偏差在允許誤差范圍內(nèi)。

2.2.3 鉆進(jìn)

旋挖成孔首先是動(dòng)力頭轉(zhuǎn)動(dòng)底門(mén)鑲嵌斗齒的桶式鉆斗切削巖土，并將原狀巖土裝入鉆斗內(nèi)，然后再由鉆機(jī)卷?yè)P(yáng)機(jī)和伸縮鉆桿將鉆斗提出孔外卸土，這樣循環(huán)往復(fù)，不斷地取土卸土，直至鉆至設(shè)計(jì)深度。

鉆進(jìn)時(shí)，緩慢旋轉(zhuǎn)放下鉆桿，當(dāng)進(jìn)尺在護(hù)筒頂以下一定深度，進(jìn)行孔內(nèi)注漿，以防止鉆進(jìn)過(guò)深影響鉆孔質(zhì)量。在鉆進(jìn)過(guò)程中及時(shí)向孔內(nèi)補(bǔ)充泥漿（泥漿性能指標(biāo)控制在：比重1.05~1.15，粘度18~20S，含砂率小于4%，膠體率不小于95%，PH值大于6.5），泥漿面確保低于原地面約20厘米左右，以維護(hù)孔壁穩(wěn)定，同時(shí)保證文明施工，不致泥漿外溢。

在鉆至砂層時(shí)要變檔換速，利用液壓縮進(jìn)裝置加壓，要求輕壓慢轉(zhuǎn)，這樣能維護(hù)孔壁穩(wěn)定減少鉆頭的磨損。每鉆進(jìn)3~5回次后應(yīng)調(diào)整一次水平、垂直儀，使氣泡居中，能有效保證成孔的垂直度小于1%。在鉆進(jìn)過(guò)程中要經(jīng)常檢查鉆斗，對(duì)于磨損較嚴(yán)重的鉆點(diǎn)要及時(shí)更換，以確保鉆孔孔徑。

當(dāng)鉆至離樁底設(shè)計(jì)標(biāo)高約2~3米時(shí)，技術(shù)人員要及時(shí)驗(yàn)孔，孔深控制以測(cè)繩測(cè)出的周邊四點(diǎn)平均值為準(zhǔn)，鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)孔深時(shí)，鉆斗底部加裝擋砂板，撈取殘存散落的原狀土及砂。終孔后，檢測(cè)泥漿各項(xiàng)指標(biāo)，檢測(cè)孔底沉渣厚度，若沉渣厚度超標(biāo)(大于10㎝)，應(yīng)將孔底沉渣抽出。

鉆斗升降速度的控制：鉆斗在孔內(nèi)提升過(guò)程中泥漿在孔壁和鉆斗之間流動(dòng)，若升降速度過(guò)大，則泥漿流動(dòng)將加大對(duì)孔壁的沖刷，容易造成孔壁坍塌，因此需嚴(yán)格控制鉆斗的提升速度。

橋涵施工手冊(cè)中鉆斗升降速度參考值

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在鉆進(jìn)過(guò)程中，鉆斗取出的原狀土直接排放在場(chǎng)內(nèi)渣土堆放處，待渣土風(fēng)干后用自卸車(chē)運(yùn)至場(chǎng)外。

因?yàn)楸竟こ痰刭|(zhì)情況，樁基穿過(guò)砂層最大達(dá)到10米，砂層較厚，泥漿在使用過(guò)程中不斷受到污染，致使含砂率增大，泥漿指標(biāo)不易控制，因此在鉆進(jìn)過(guò)程中要經(jīng)常檢測(cè)各項(xiàng)泥漿指標(biāo)，及時(shí)補(bǔ)充性能指標(biāo)合格的泥漿，以防止塌孔。

在鉆進(jìn)至砂層時(shí)要變檔換速，利用液壓縮進(jìn)裝置加壓，要求輕壓慢轉(zhuǎn)，這樣能維護(hù)孔壁穩(wěn)定減少鉆頭的磨損。每鉆進(jìn)3-5回次后應(yīng)調(diào)整一次水平、垂直儀器，使氣泡居中，能有效保證成孔的垂直度小于1/100。在鉆進(jìn)過(guò)程中要經(jīng)常檢查鉆斗，尤其在中粗砂較密和礫石層，更要加大檢查力度及頻率，對(duì)于磨損較嚴(yán)重的鉆點(diǎn)要及時(shí)更換，以確保鉆孔孔徑。

2.2.4 質(zhì)量要求

①護(hù)筒定位偏差≤50mm；②護(hù)筒內(nèi)徑比樁徑≥100mm；③鉆孔樁基垂直度偏差≤1%；④泥漿比重1.15—1.30；⑤泥漿含砂率≤4%。

2.2.5 清孔

經(jīng)對(duì)孔深、孔徑、垂直度等指標(biāo)檢查合格后即為終孔，終孔后應(yīng)立即進(jìn)行清孔，防止泥漿沉淀過(guò)多，造成清孔困難。

清孔方法：停止進(jìn)尺后，將鉆頭提起10~20cm，并保持泥漿的正常循環(huán)，將孔內(nèi)比重大的泥漿換出，使含砂率逐步減少，直至穩(wěn)定狀態(tài)。清孔時(shí)間根據(jù)泥漿比重及清孔過(guò)程中測(cè)量沉淀厚度來(lái)定。清孔過(guò)程中必須設(shè)有專(zhuān)人撈取鉆渣，以加快清孔的速度。

清孔的有關(guān)要求：①清孔過(guò)程中必須保持孔內(nèi)原有水頭高度。②清孔應(yīng)認(rèn)真操作，不得用加深孔深來(lái)代替清孔。③沉淀厚度用檢測(cè)錘檢測(cè)，保證沉淀厚度小于10cm。檢測(cè)錘由兩個(gè)Φ25螺紋鋼筋焊接而成，重量不小于4Kg，用測(cè)繩吊入。

2.2.6 鉆孔質(zhì)量保證措施

2.2.6.1 泥漿控制

①為保證泥漿的各項(xiàng)性能指標(biāo)滿(mǎn)足施工要求，施工中對(duì)泥漿的各項(xiàng)指標(biāo)，特別是泥漿比重、粘度按如下時(shí)間進(jìn)行檢測(cè)：a每工作班開(kāi)始時(shí)檢測(cè)泥漿比重、粘度，以后鉆進(jìn)過(guò)程中每隔2小時(shí)測(cè)定一次泥漿比重、粘度、含砂率、PH值等指標(biāo)。b在鉆進(jìn)過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)地質(zhì)條件有變化時(shí)，根據(jù)地質(zhì)條件及時(shí)測(cè)定、調(diào)整泥漿比重。c在清孔過(guò)程中，每半小時(shí)測(cè)定一次泥漿比重變化，保證清孔過(guò)程中泥漿比重有效減少，以達(dá)到清孔效果。②泥漿系統(tǒng)：

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由專(zhuān)人負(fù)責(zé)泥漿，不斷調(diào)整優(yōu)化。首次制備足夠的泥漿，確保其各項(xiàng)性能指標(biāo)穩(wěn)定。

2.2.6.2 鉆孔質(zhì)量措施。①鉆孔垂直度的控制:本工程采用的旋挖鉆機(jī)，由電腦控制鉆桿的垂直度，在施工過(guò)程中，鉆桿始終保持垂直。②樁徑和樁形的保證體系:為保證在鉆進(jìn)過(guò)程中不產(chǎn)生塌孔、鎖徑，在施工中采用泥漿護(hù)壁，當(dāng)泥漿指標(biāo)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，立即采取措施，輸入好的泥漿或攙加穩(wěn)定液、膨潤(rùn)土進(jìn)行人工造漿，改善和穩(wěn)定泥漿性能。

進(jìn)尺操作時(shí)應(yīng)根據(jù)地層的變化，調(diào)整轉(zhuǎn)速和進(jìn)尺速度，應(yīng)防止護(hù)筒有滲漏出現(xiàn)。

3 總結(jié)

按照以上施工工藝，本大橋樁基施工順利完成，比業(yè)主下達(dá)的計(jì)劃提前了10天左右，后期樁基經(jīng)檢測(cè)全部為一類(lèi)樁，達(dá)到了預(yù)期的效果

參考文獻(xiàn)：

[1]公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范《JTJ041-2000》.人民交通出版社.